Анотація до роботи:

Кривенко О.В. Динаміка витрачання неорганічних сполук азоту мікропланктоном у Чорному морі. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.17 – гідробіологія. – Інститут біології південних морів ім. О.О. Ковалевського НАН України, м. Севастополь, 2005.

Вперше, на основі експериментальних даних, отриманих у 1990 – 1993 рр. методом мічених атомів з використанням стабільного ізотопу азоту ¹⁵N, встановлені основні закономірності формування "нової" та регенераційної продукції у Чорному морі, визначені чинники, які контролюють їх співвідношення, дана оцінка забезпеченості мікропланктонного угрупування неорганічними сполуками азоту. Виявлено, що швидкості споживання нітратів і амонію мікропланктоном змінюються від мінімальних величин взимку до максимальних – влітку. Частка "нової" продукції та інтегральний вміст нітратів в зоні фотосинтезу пов’язані гiперболiчною залежністю. В глибоководній частині моря за рік помірно утворюється 0,52 мольNм^-2 чи 44 гСм^-2 "нової" продукції, що складає 39 % від річної первинної продукції фітопланктону. Встановлено, що концентрації нітратів і амонію у поверхневому шарі та константи напівнасичення для процесу їх споживання мікропланктоном помірно рівні. Вміст неорганічних сполук азоту в середовищі лімітує швидкість їх споживання і розвиток водоростей в Чорному морі у півтора - два рази. На фоні виснаження запасів нітратів і амонію в зоні фотосинтезу ступінь забезпеченості мікропланктону азотом знижується в три – п’ять разів.

1. Вперше на основі вивчення динаміки витрачання нітратів і амонія мікропланктоном встановлені основні закономірності формування "нової" і регенераційної продукції в Чорному морі, виявлені чинники, контролюючі їх співвідношення, дана оцінка забезпеченості мікропланктонного угруповання неорганічними сполуками азоту на різних етапах продукційного циклу, що дозволяє на якісно новому рівні підійти до дослідження процесів функціонування екосистеми Чорного моря.

2. Уточнена сезонна динаміка вмісту нітратів і амонія у верхньому збідненому біогенними елементами шарі. Показано, що в глибоководній частині моря концентрація нітратів досягає максимуму на початку зимового періоду і знижується до мінімуму після завершення весняного і осіннього "цвітіння" фітопланктону. Влітку вміст нітратів в середньому в два рази нижче, ніж взимку. Середньомісячна концентрація амонія варіює від 0,04 до 0,5 мкМ. Максимальні значення характерні для початку зимового і весняного періодів, мінімальні – для середини весни, коли спостерігається загальне виснаження вод мінеральним азотом.

3. Для просторового розподілу швидкостей споживання неорганічних сполук азоту в Чорному морі характерне збільшення їх величин в областях, де динаміка руху вод сприяє додатковому надходженню нітратів в зону фотосинтезу, а також в прибережних водах, що знаходяться в зоні впливу річкових і берегових стоків.

4. Швидкості споживання нітратів і амонія мікропланктоном в глибоководних і в шельфових водах Чорного моря змінюються від мінімальних величин взимку до максимальних – влітку. У поверхневому шарі вод глибоководної області моря в зимово-весняний період сумарне споживання мінерального азоту мікропланктоном складає 4,5 ± 2,4 нМг^-1 і збільшується влітку до 14,5 ± 3,7 нМг^-1. Інтенсивність поглинання обох сполук взимку складає близько 1,0 10^-3 г^-1, а влітку вона зростає в два і три рази відповідно для нітратів і амонія. Інтегральне споживання неорганічного азоту в зоні фотосинтезу змінюється в середньому від 81 ± 28 мкг-атм^-2г^-1 в холодний період року до 406 ± 137 мкг-атм^-2г^-1 – в теплий.

5. Визначені співвідношення між швидкостями споживання нітратів і амонія мікропланктоном в окремі сезони, на основі яких дана оцінка вкладу "нової" і регенераційної продукції в загальну продукцію в глибоководних районах Чорного моря. У поверхневому шарі частка "нової" продукції взимку складає близько 50 % від загальної продукції, влітку – близько 30 %. Для зони фотосинтезу величина f-відношення взимку в середньому рівна 0,31 ± 0,10, влітку вона збільшується до 0,41 ± 0,10. Мінімальні значення "нової" продукції характерні для середини весни і осені.

6. Значення f-відношення для зони фотосинтезу зв'язані гіперболічною залежністю з інтегральним вмістом нітратів в цьому шарі. У глибоководній області моря величина "нової" продукції в середньому за рік рівна 0,52 мольNм^-2 або 44 гСм^-2, що складає 39 % від річної первинної продукції фітопланктону і відповідає величинам, характерним для мезотрофного типу вод.

7. Час обороту мінерального азоту в зоні фотосинтезу Чорного моря змінюється протягом року відповідно до сезонної динаміки вмісту його сполук. Воно максимальне на початку зими і мінімальне - у середині весни. Час обороту амонія в 4 – 5 разів менше, ніж нітратів.

8. Швидкості споживання нітратів і амонія чорноморським мікропланктоном пов'язані з концентрацією субстрата в середовищі залежністю, яка може бути описана кривою насичуючого типу. Параметри цієї залежності змінюються протягом року відповідно до зміни гідрохімічних умов. Концентрація нітратів, лімітуюча їх споживання мікропланктоном, взимку рівна в середньому - 0,15 мкМ, влітку - 0,09 мкМ. Для амонія значення даного параметра складає відповідно 0,25 і 0,12 мкМ. Набуті значення близькі до середнього вмісту нітратів і амонія в середовищі у відповідні сезони. Влітку мікропланктон ефективніше поглинає неорганічні сполуки азоту при їх низькій концентрації в середовищі, в порівнянні із зимовим періодом.

9. Вміст неорганічних сполук азоту в середовищі лімітує швидкість їх споживання і розвиток водоростей в Чорному морі в півтора – два рази. На фоні виснаження запасів нітратів і амонія в зоні фотосинтезу ступінь забезпеченості мікропланктону азотом знижується в три – п'ять разів.

Публікації автора:

1. Кривенко О.В. Потребление нитратов микропланктоном в приповерхностном слое Черного моря в связи с гидрохимическими условиями // Экология моря. – 1993. – Вып. 44. – С. 3 – 9.

2. Кривенко О.В., Лукьянова А.И. Потребление минерального азота микропланктоном Чёрного моря в связи с гидрохимическими условиями// Океанология. – 1994. – Т. 34, №2. – C . 3 – 12.

3. Кривенко О.В. Роль биотического круговорота азота в формировании химической структуры вод в прибрежных и открытых районах Черного моря// Комплексные экологические исследования Черного моря. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 1995. – С. 121 - 134.

4. Гулин С.Б., Поликарпов Г.Г., Егоров В.Н., Кривенко О.В., Стокозов Н.А., Жерко Н.В. Изучение сезонной динамики седиментационного выноса взвешенного вещества, биогенных элементов и загрязняющих веществ из поверхностного слоя вод Черного моря в период с 1992 по 1994 гг. // Геохимия. – 1995. – Т. 6. – С. 863 – 873.

5. Polikarpov G.G., Gulin S.B., Stokozov N.A., Krivenko O.V., Popovichev V.N. Study of suspended matter and nutrients sedimentation with thorium-234 as radio-tracer in the western Black Sea (during various seasons in 1992). - Proceedings of the Ukrainian Ac. Sc. – 1994. – Т. 2. – P. 145 – 149.

6. Krivenko O.V., Burlakova Z.P., Eremeeva L.V. Basic characteristics of biotic nitrogen cycle in the open western part of the Black Sea// Ecosystem modelling as a management tool for the Black Sea. - Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1998. – Т. 1. – P. 121 – 136.

7. Кирикова М.В., Кривенко О.В. Неорганические формы азота и кремния в Черном море в весенний период // Экология моря. – 2001. – Вып. 56. – С. 18 – 22.

8. Кривенко О.В., Кирикова М.В. Вертикальная структура распределения нитратов и потребления неорганического азота микропланктоном в Черном море в весенний период // Мор. гидрофиз. журн. – 2002. – № 4. – С. 69 – 80.

9. Кривенко О.В., Стельмах Л.В. Обеспеченность фитопланктонного сообщества неорганическими соединениями азота в Черном море в весенний период // Океанология. – 2003. – Т. 43, №6. – С. 862 – 870.

10. Stelmakh L.V., Krivenko O.V. Seasonal variability of "new" primary production in the western open part of the Black Sea// Oceanography of eastern Mediterranean and Black Sea: similarities and differences of two interconnected basins. – Ankara: Tьbitak, 2003. – P. 471 – 478.

11. Gulin S.B., Krivenko O.V., Stokozov N.A. Seasonality of particle Biogeochemistry in the Black Sea // SCOPE/UNEP Workshop on Particle Flux in the Ocean.. Hamburg, Sept.20-23, 1993.: Abctr./ Hamburg, 1993. - P.27.